Մեծ թվով օրգանական նյութեր, որոնք կազմում են կենդանի բջիջը, բնութագրվում են մեծ մոլեկուլային չափերով և հանդիսանում են կենսապոլիմերներ։ Դրանք ներառում են սպիտակուցներ, որոնք կազմում են ամբողջ բջջի չոր զանգվածի 50-ից 80%-ը: Սպիտակուցի մոնոմերները ամինաթթուներ են, որոնք միմյանց հետ կապված են պեպտիդային կապերով: Սպիտակուցի մակրոմոլեկուլներն ունեն կազմակերպման մի քանի մակարդակ և կատարում են մի շարք կարևոր գործառույթներ բջջում` շինարարական, պաշտպանիչ, կատալիտիկ, շարժիչ և այլն: Մեր հոդվածում մենք կքննարկենք պեպտիդների կառուցվածքային առանձնահատկությունները, ինչպես նաև կտանք գնդային և ֆիբրիլային սպիտակուցների օրինակներ: որոնք կազմում են մարդու մարմինը։
Պոլիպեպտիդային մակրոմոլեկուլների կազմակերպման ձևեր
Ամինաթթուների մնացորդները հաջորդաբար կապված են միմյանց հետ ամուր կովալենտային կապերով, որոնք կոչվում են.պեպտիդ. Նրանք բավականին ամուր են և կայուն վիճակում են պահում սպիտակուցի առաջնային կառուցվածքը, որն ունի շղթայի տեսք։ Երկրորդական ձևն առաջանում է, երբ պոլիպեպտիդային շղթան ոլորվում է ալֆա պարույրի մեջ: Այն կայունանում է լրացուցիչ առաջացող ջրածնային կապերով։ Երրորդական կամ բնիկ կոնֆիգուրացիան հիմնարար նշանակություն ունի, քանի որ կենդանի բջջի գնդաձև սպիտակուցների մեծ մասն ունի հենց այդպիսի կառուցվածք: Պարույրը փաթեթավորված է գնդի կամ գնդիկի տեսքով։ Նրա կայունությունը պայմանավորված է ոչ միայն նոր ջրածնային կապերի ի հայտ գալով, այլեւ դիսուլֆիդային կամուրջների առաջացմամբ։ Նրանք առաջանում են ծծմբի ատոմների փոխազդեցության շնորհիվ, որոնք կազմում են ցիստեին ամինաթթուները։ Երրորդային կառուցվածքի ձևավորման մեջ կարևոր դեր են խաղում հիդրոֆիլ և հիդրոֆոբ փոխազդեցությունները ատոմների խմբերի միջև պեպտիդային կառուցվածքում: Եթե գնդաձև սպիտակուցը միանում է նույն մոլեկուլներին ոչ սպիտակուցային բաղադրիչի միջոցով, օրինակ՝ մետաղական իոնի միջոցով, ապա առաջանում է չորրորդական կոնֆիգուրացիա՝ պոլիպեպտիդի կազմակերպման ամենաբարձր ձևը։
Fibrillar proteins
Բջջում կծկվող, շարժիչ և կառուցողական գործառույթները կատարում են սպիտակուցները, որոնց մակրոմոլեկուլները նման են բարակ թելերի՝ մանրաթելերի։ Մաշկի, մազերի և եղունգների մանրաթելերը կազմող պոլիպեպտիդները դասակարգվում են որպես մանրաթելային տեսակներ։ Դրանցից ամենահայտնին են կոլագենը, կերատինը և էլաստինը։ Նրանք չեն լուծվում ջրի մեջ, բայց կարող են ուռչել դրա մեջ՝ կազմելով կպչուն և մածուցիկ զանգված։ Գծային կառուցվածքի պեպտիդները նույնպես տրոհման spindle թելերի մաս են կազմում, որոնք կազմում են բջջի միտոտիկ ապարատը: Նրանք ենկցվում են քրոմոսոմներին, կծկվում և ձգվում դեպի բջջի բևեռները: Այս գործընթացը նկատվում է միտոզի անաֆազում՝ մարմնի սոմատիկ բջիջների բաժանման, ինչպես նաև սեռական բջիջների բաժանման կրճատման և հավասարման փուլերում՝ մեյոզի։ Ի տարբերություն գնդաձև սպիտակուցի, մանրաթելերն ունակ են արագ ձգվել և կծկվել: Թարթիչավոր-կոշիկի թարթիչները, euglena կանաչ կամ միաբջիջ ջրիմուռների դրոշակները՝ քլամիդոմոնաները, կառուցված են մանրաթելերից և կատարում են շարժման գործառույթներ ամենապարզ օրգանիզմներում։ Մկանային սպիտակուցների՝ ակտինի և միոզինի կծկումը, որոնք մկանային հյուսվածքի մաս են կազմում, որոշում են կմախքի մկանների տարբեր շարժումները և պահպանում են մարդու մարմնի մկանային կմախքը:
Գնդիկավոր սպիտակուցների կառուցվածքը
Պեպտիդներ՝ տարբեր նյութերի մոլեկուլների կրողներ, պաշտպանիչ սպիտակուցներ՝ իմունոգոլոբուլիններ, հորմոններ՝ սա սպիտակուցների թերի ցանկն է, որի երրորդական կառուցվածքն ունի գնդիկի տեսք՝ գնդիկներ։ Արյան մեջ կան որոշակի սպիտակուցներ, որոնք ունեն որոշակի տարածքներ իրենց մակերեսին՝ ակտիվ կենտրոններ։ Նրանք իրենց օգնությամբ ճանաչում և իրենց մեջ կցում են խառը և ներքին սեկրեցիայի գեղձերի արտադրած կենսաբանական ակտիվ նյութերի մոլեկուլները։ Գնդիկավոր սպիտակուցների օգնությամբ վահանաձև գեղձի և սեռական գեղձերի հորմոնները, մակերիկամները, տիմուսը, հիպոֆիզը փոխանցվում են մարդու մարմնի որոշ բջիջներին, որոնք հագեցած են դրանց ճանաչման հատուկ ընկալիչներով։
Թաղանթային պոլիպեպտիդներ
Բջջային թաղանթների կառուցվածքի հեղուկ-մոզաիկ մոդելը լավագույնս հարմարեցված է նրանց կարևոր գործառույթներին՝ պատնեշ,ընկալիչ և տրանսպորտ: Դրանում ընդգրկված սպիտակուցներն իրականացնում են որոշակի նյութերի իոնների և մասնիկների տեղափոխում, ինչպիսիք են գլյուկոզան, ամինաթթուները և այլն: Գնդիկավոր կրող սպիտակուցների հատկությունները կարելի է ուսումնասիրել՝ օգտագործելով նատրիում-կալիումի պոմպը որպես օրինակ: Իրականացնում է իոնների անցումը բջջից միջբջջային տարածություն և հակառակը։ Նատրիումի իոնները անընդհատ շարժվում են բջջի ցիտոպլազմայի մեջտեղում, իսկ կալիումի կատիոնները անընդհատ դուրս են գալիս բջջից: Այս իոնների ցանկալի կոնցենտրացիայի խախտումը հանգեցնում է բջիջների մահվան: Այս սպառնալիքը կանխելու համար բջջային թաղանթում ներկառուցվում է հատուկ սպիտակուց։ Գնդիկավոր սպիտակուցների կառուցվածքն այնպիսին է, որ նրանք կրում են Na+ և K+կատիոնները կոնցենտրացիայի գրադիենտի նկատմամբ՝ օգտագործելով ադենոզին եռաֆոսֆորաթթվի էներգիան:
Ինսուլինի կառուցվածքը և գործառույթը
Գնդաձև կառուցվածքի լուծվող սպիտակուցները, որոնք երրորդական ձևով են, մարդու օրգանիզմում գործում են որպես նյութափոխանակության կարգավորիչներ։ Ինսուլինը արտադրվում է Լանգերհանս կղզիների բետա բջիջների կողմից և վերահսկում է արյան գլյուկոզի մակարդակը: Այն բաղկացած է երկու պոլիպեպտիդային շղթաներից (α- և β-ձևեր), որոնք միացված են մի քանի դիսուլֆիդային կամուրջներով։ Սրանք կովալենտային կապեր են, որոնք առաջանում են ծծմբ պարունակող ամինաթթվի՝ ցիստեինի մոլեկուլների միջև։ Ենթաստամոքսային գեղձի հորմոնը հիմնականում բաղկացած է ամինաթթուների միավորների պատվիրված հաջորդականությունից՝ կազմակերպված ալֆա պարույրի տեսքով։ Դրա մի փոքր մասն ունի β- կառուցվածքի ձև և ամինաթթուների մնացորդներ՝ առանց տիեզերքում խիստ կողմնորոշման։
Հեմոգլոբին
Գնդիկավոր պեպտիդների դասական օրինակԱրյան մեջ առկա սպիտակուցը, որն առաջացնում է արյան կարմիր գույնը, հեմոգլոբինն է: Սպիտակուցը պարունակում է չորս պոլիպեպտիդային շրջաններ ալֆա և բետա խխունջների տեսքով, որոնք միացված են ոչ սպիտակուցային բաղադրիչով՝ հեմով։ Այն ներկայացված է երկաթի իոնով, որը կապում է պոլիպեպտիդային շղթաները մեկ հաստատման՝ կապված չորրորդական ձևի հետ: Թթվածնի մասնիկները կցվում են սպիտակուցի մոլեկուլին (այս ձևով այն կոչվում է օքսիհեմոգլոբին) և այնուհետև տեղափոխվում բջիջներ։ Սա ապահովում է դիսիմիլացիոն գործընթացների բնականոն ընթացքը, քանի որ էներգիա ստանալու համար բջիջը օքսիդացնում է իր մեջ մտած օրգանական նյութերը։
Արյան սպիտակուցի դերը գազափոխադրման գործում
Բացի թթվածնից, հեմոգլոբինն ունակ է կցել նաև ածխաթթու գազ։ Ածխածնի երկօքսիդը արտադրվում է որպես կատաբոլիկ բջջային ռեակցիաների կողմնակի արտադրանք և պետք է հեռացվի բջիջներից: Եթե ներշնչված օդը պարունակում է ածխածնի օքսիդ՝ ածխածնի օքսիդ, այն ի վիճակի է ամուր կապ ստեղծել հեմոգլոբինի հետ։ Այս դեպքում շնչառության ընթացքում անգույն և անհոտ թունավոր նյութը արագ թափանցում է մարմնի բջիջներ՝ առաջացնելով թունավորումներ։ Ածխածնի երկօքսիդի բարձր կոնցենտրացիաների նկատմամբ հատկապես զգայուն են ուղեղի կառուցվածքները: Առկա է շնչառական կենտրոնի կաթված, որը գտնվում է մեդուլլա երկարավուն հատվածում, ինչը հանգեցնում է շնչահեղձության մահվան։
Մեր հոդվածում մենք ուսումնասիրեցինք պեպտիդների կառուցվածքը, կառուցվածքը և հատկությունները, ինչպես նաև բերեցինք գնդային սպիտակուցների օրինակներ, որոնք կատարում են մի շարք կարևոր գործառույթներ մարդու մարմնում:
